《计算机操作系统》2022课程设计指南：前驱图与并发编程

"《计算机操作系统》课程设计(2022年版)涵盖了多个操作系统核心概念的实际编程任务，包括事件顺序的前驱图绘制、程序片段的前驱图分析、多进程/线程编程以及各种经典并发问题的解决，如临界区控制、生产者-消费者问题、读者-写者问题和哲学家问题。此外，还包括进程通信的实现，涉及不同类型的通信机制。" 本课程设计旨在让学生深入理解计算机操作系统的核心原理，并通过实际操作来提升其编程能力。以下是各个设计任务的详细知识点： 1. 前驱图绘制： - 数据结构：学生需要创建数据结构来表示结点和有向边，这通常涉及到链表、图或矩阵的实现。 - 界面交互：实现图形用户界面，允许动态添加、删除和移动结点，同时保持有向边的正确性。 - 文件操作：保存和读取前驱图的状态，涉及文件I/O操作。 2. 程序片段前驱图分析： - 词法分析：解析程序片段，识别语句间依赖，需要掌握基本的编译原理知识。 - 流程图绘制：根据分析结果画出程序执行流程，可视化程序逻辑。 3. 临界区控制与线程同步： - 临界区：通过互斥信号量确保对共享变量N的独占访问，防止数据竞争。 - 线程同步：使用同步信号量协调两个线程，实现特定的执行顺序，如教材中的三种情况。 4. 生产者-消费者问题： - 缓冲区管理：设计数据结构来存储产品，可能用到队列或数组。 - 同步机制：利用条件变量或信号量解决生产与消费的同步问题。 5. 读者-写者问题： - 并发控制：确保在写者活动时没有读者访问，反之亦然，同时允许多个读者并发访问。 - 显示状态更新：实时反映系统中读者和写者的状态变化。 6. 哲学家问题： - 死锁预防：通过适当的策略避免五位哲学家同时拿起筷子导致的死锁。 - 线程调度：模拟随机启动哲学家，实现动态的执行顺序。 7. 进程通信： - 共享存储、消息队列、管道和Socket通信：理解并实现这些通信方式，实现进程间的字符串传递。 这些设计任务覆盖了操作系统课程的关键知识点，如并发控制、进程通信和资源管理，对于理解操作系统内部机制和提高实际编程技能具有重要意义。完成这些任务的学生将具备扎实的操作系统理论基础和实践经验。